這也難怪，畢竟在波音-7071954年首飛并奠定了現(xiàn)代噴氣式客機(jī)的“筒體-機(jī)翼”的構(gòu)型之后，就很少有公司敢進(jìn)行大刀闊斧的改進(jìn)了。至今，對(duì)飛機(jī)構(gòu)型的改進(jìn)仍停留在改變翼型、加裝翼梢小翼、優(yōu)化風(fēng)擋形狀等等“小修小改”上。

(波音-707奠定了現(xiàn)代噴氣式客機(jī)“筒體-機(jī)翼”的構(gòu)型)

然而，航空工程師們并沒(méi)有放棄對(duì)噴氣式客機(jī)構(gòu)型進(jìn)行探索，各國(guó)的飛機(jī)制造商都推出了自己的驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目，譬如美國(guó)波音公司就在2004年開(kāi)始了X-48B無(wú)人未來(lái)客機(jī)驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目。

（X-48B驗(yàn)證機(jī)）

中國(guó)雖然在航空領(lǐng)域起步晚，基礎(chǔ)相對(duì)較薄弱，但是航空裝備制造干系重大，因此，在噴氣式客機(jī)構(gòu)型上也一直在努力，就在去年，我們做出了中國(guó)對(duì)未來(lái)客機(jī)的第一步探索——“靈雀”（Sparrow）系列縮比驗(yàn)證機(jī)。

（中國(guó)的“靈雀”驗(yàn)證機(jī)）

大家可以很容易就發(fā)現(xiàn)，不管是美國(guó)的X-48驗(yàn)證機(jī)，還是中國(guó)制造的“靈雀”驗(yàn)證機(jī)，其機(jī)翼與機(jī)身的連接都相比一般的客機(jī)“圓潤(rùn)”得多。在航空領(lǐng)域，這被稱為“翼身融合體”（Blended Wing Body）設(shè)計(jì)，下文中簡(jiǎn)稱為BWB。那么，這樣的設(shè)計(jì)究竟有什么魔力，會(huì)讓中美兩個(gè)大國(guó)的飛機(jī)制造商，都趨之若鶩呢？

傳統(tǒng)的“筒體-機(jī)翼”設(shè)計(jì)，擁有比我們想象的長(zhǎng)得多的歷史，最早甚至能追溯到1920年代的德國(guó)容克三發(fā)客機(jī)。其能在噴氣時(shí)代沿用至今，其實(shí)主要是由于技術(shù)較為成熟。規(guī)則的筒狀機(jī)身便于加長(zhǎng)、縮短，為客機(jī)的家族化提供了便利。在航空界，差20座的飛機(jī)甚至就能單獨(dú)分出一個(gè)新的市場(chǎng)需求。

（空客A-320家族）

然而其缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，機(jī)身承受了絕大多數(shù)的載荷，卻產(chǎn)生很少的升力，翼根處的應(yīng)力非常集中，必須在翼根設(shè)計(jì)一個(gè)極為堅(jiān)固的“中央翼盒”結(jié)構(gòu)，由此帶來(lái)巨大的重量增加。人們一直在研究更好的解決方案，而B(niǎo)WB設(shè)計(jì)就是其中非常優(yōu)秀的一種。

BWB設(shè)計(jì)具體指的是以加寬的筒體為基礎(chǔ)，機(jī)翼在翼根處圓滑地融入機(jī)體，在外觀上渾然一體，機(jī)翼與機(jī)體沒(méi)有明顯的分界線的設(shè)計(jì)，整架飛機(jī)看上去會(huì)短、寬許多。在戰(zhàn)斗機(jī)上BWB設(shè)計(jì)被采用也已經(jīng)有不短的時(shí)間了，但其主要作用是在于降低阻力，使蒙皮更加平順流暢，更符合“跨音速面積率”。

（在殲-10戰(zhàn)機(jī)機(jī)身中段，就能明顯看到翼身融合的曲線）

而在民航飛機(jī)上，這樣的設(shè)計(jì)，相當(dāng)于把不產(chǎn)生升力的筒體“藏”到了一片更加“肥厚”的機(jī)翼當(dāng)中去，不僅提升了整機(jī)的升力系數(shù)，而且改善了應(yīng)力分布，在經(jīng)濟(jì)性上比傳統(tǒng)構(gòu)型要好得多。對(duì)于300座以上的客機(jī)，采用BWB設(shè)計(jì)甚至可以降低油耗45%以上。

實(shí)際上，BWB設(shè)計(jì)內(nèi)部還是區(qū)分機(jī)身和機(jī)翼的，只不過(guò)外觀難以分辨，至少制造起來(lái)成本可接受得多。

可能有細(xì)心的讀者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然兩家公司的驗(yàn)證機(jī)都采用了BWB設(shè)計(jì)，但是它們的外觀看上去并不相似。X-48B看上去更科幻，而“靈雀”驗(yàn)證機(jī)與傳統(tǒng)客機(jī)相似之處更多。

首先，兩者的翼面數(shù)量就不一樣。X-48B是沒(méi)有尾翼的，而“靈雀”驗(yàn)證機(jī)卻有一對(duì)呈V型的尾翼。

X-48B的設(shè)計(jì)被稱為無(wú)尾設(shè)計(jì)。這是一種較為激進(jìn)的設(shè)計(jì)，未來(lái)的民機(jī)要是采用這種構(gòu)型，就要依賴于更先進(jìn)、穩(wěn)定的飛控系統(tǒng)才能安全地飛行。

取消尾翼可以大幅降低阻力，但同樣會(huì)加大操控和保持航向穩(wěn)定性的難度。雖然波音的工程師加長(zhǎng)了翼梢小翼，使之具有了一定的垂直尾翼效果，但是尾翼依然是無(wú)法完全被替代的。

而“靈雀”的設(shè)計(jì)被稱為“V尾”。傾斜的尾翼可以同時(shí)保證和控制航向、垂直方向的指向，同時(shí)相比傳統(tǒng)的三片式尾翼設(shè)計(jì)，能夠減少尾翼在來(lái)流中的浸濕面積，省去約30%左右的阻力和重量。

相比于無(wú)尾設(shè)計(jì)，V尾是一種更折衷的方案。同樣的設(shè)計(jì)也出現(xiàn)在了中國(guó)的軍貿(mào)明星產(chǎn)品——彩虹-5無(wú)人機(jī)的身上。

（彩虹-5無(wú)人機(jī)）

從結(jié)果上來(lái)看，或許有尾設(shè)計(jì)現(xiàn)階段還是更符合民航飛機(jī)的選擇。在2012年NASA的“環(huán)保航空”計(jì)劃（Environmentally Responsible Aviation，簡(jiǎn)稱 ERA）中，波音公布了自己的中期未來(lái)民航技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。可以看到，波音已經(jīng)把X-48B上沒(méi)有的尾翼又加回去了。

（波音基于X-48的ERA中期未來(lái)客機(jī)方案，把尾翼加回去了）

其次，兩者的發(fā)動(dòng)機(jī)布置的位置也有所不同。“靈雀”選擇了把發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛在翼下，而X-48選擇了發(fā)動(dòng)機(jī)上置。

前者是比較傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)布置方式，由于升力會(huì)在機(jī)翼上形成一個(gè)升力矩使其彎扭，而在翼下吊掛一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)正好可以平衡這個(gè)力矩，減小結(jié)構(gòu)重量，因此大部分大尺寸的民航機(jī)都會(huì)采取這種布置方式。

后者則是一種理念更為新穎的設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)上置使得飛機(jī)機(jī)體成為了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的天然“擋板”，能大大降低地面感受到的噪聲。然而，其缺點(diǎn)就是在飛機(jī)大迎角進(jìn)近時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)卻可能由于機(jī)身的遮擋，導(dǎo)致進(jìn)氣不足，算是這個(gè)布局的一個(gè)小缺陷。

除了這些方面以外，這兩架驗(yàn)證機(jī)的設(shè)計(jì)思想、驗(yàn)證技術(shù)也還有諸多的不同。比如X-48的起落架不可收放、而“靈雀”的起落架是可收放的。

這種不同是令人可喜的，因?yàn)檫@正說(shuō)明了中國(guó)制造是善于找到適合自己的發(fā)展方向的，既沒(méi)有盲目樂(lè)觀，也不妄自菲薄，而是腳踏實(shí)地驗(yàn)證和運(yùn)用自己所需要的技術(shù)。

BWB設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，但并沒(méi)有在民航領(lǐng)域得到推廣，這是為什么呢？

首先，BWB飛機(jī)在機(jī)艙布置上難度比較高。

傳統(tǒng)客機(jī)的座位是一列列的，即使是最大的飛機(jī)，經(jīng)濟(jì)艙乘客距離過(guò)道也不會(huì)超過(guò)兩個(gè)座位的距離，舷窗也能保證機(jī)內(nèi)的采光良好。然而，在BWB飛機(jī)上，機(jī)艙的寬度驟然加大，大量的經(jīng)濟(jì)艙乘客需要坐在中間的位子當(dāng)中。

試想一次十小時(shí)的跨洋航班，你大部分的時(shí)間都坐在低矮機(jī)艙的中間，這體驗(yàn)應(yīng)該沒(méi)有人會(huì)喜歡。而且當(dāng)遇到險(xiǎn)情時(shí)，中間的乘客距離逃生通道實(shí)在是太遠(yuǎn)了，不僅逃生效率低下，還很可能會(huì)引起機(jī)內(nèi)的混亂。

（中間的乘客見(jiàn)不到陽(yáng)光，恐怕只有開(kāi)天窗了）

但你也不要以為，坐在兩邊就會(huì)很舒服了。飛機(jī)在空中是需要做機(jī)動(dòng)的，一旦飛機(jī)需要做橫滾機(jī)動(dòng)，坐在最兩側(cè)的乘客距離中軸最遠(yuǎn)，體會(huì)到的加速度也更大。這樣被甩來(lái)甩去，如果不系安全帶，頭都有可能撞到天花板，顯然也不是什么美好的體驗(yàn)。

（BWB客機(jī)的乘坐體驗(yàn)未必會(huì)好）

其次，BWB飛機(jī)對(duì)于機(jī)場(chǎng)的設(shè)施也是一個(gè)考驗(yàn)。

比如大家坐飛機(jī)時(shí)會(huì)走的廊橋，在BWB飛機(jī)上就很難實(shí)現(xiàn)。機(jī)場(chǎng)的滑行道寬度、調(diào)度系統(tǒng)、上置的發(fā)動(dòng)機(jī)檢修也都是大問(wèn)題?？赡転榱烁鼡Q這些配套設(shè)施，增加的成本就會(huì)完全蓋過(guò)飛機(jī)本身所節(jié)約的，反而得不償失。

總的來(lái)說(shuō)，雖然BWB設(shè)計(jì)省油、降噪的愿景十分美好，但是短期內(nèi)，我們是不太可能看到BWB飛機(jī)真正成為一個(gè)實(shí)用化型號(hào)的民航客機(jī)，出現(xiàn)在市場(chǎng)上的。

“靈雀”驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目是一個(gè)里程碑，標(biāo)志中國(guó)未來(lái)民機(jī)探索正式進(jìn)入了飛行驗(yàn)證階段。不過(guò)，“靈雀”驗(yàn)證機(jī)雖然很美，但大家還是要明白，它并不是真正的一個(gè)客機(jī)型號(hào)的縮比驗(yàn)證機(jī)。以后，雖然我們很可能不會(huì)看到和它相似的飛機(jī)，但它的價(jià)值絕不會(huì)因此而打折扣?；蛟S，在以后某一款中國(guó)制造的大飛機(jī)上，就有它曾經(jīng)驗(yàn)證過(guò)的先進(jìn)技術(shù)，這也正是它的使命所在。